[發(fā)明專利]用于一次曝光能量敏感X射線成像的具有圖案化掩模的多色數(shù)字射線照相檢測器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580035005.7
• 申請日: 2005-10-14
• 公開（公告）號: CN101069089A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 加里·R·坎圖;布賴恩·P·威爾夫利;約瑟夫·希紐
• 申請（專利權(quán)）人: ?？肆轴t(yī)療系統(tǒng)公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

本申請案涉及數(shù)字?jǐn)z像照相系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以不同波長的光來獲得患者的X射線圖像非常有用，因為以不同波長的光突出顯示不同的身體特征。

以不同波長的光來編輯患者的射線照相圖像的過程通常稱為“多色”X射線成像。

現(xiàn)有的用于獲得多色X射線圖像的系統(tǒng)通常涉及以具有第一光波長的第一X射線束對患者進(jìn)行第一次成像，且接著以具有第二光波長的第二X射線束對患者進(jìn)行第一次成像。

這種方法的缺點是，所使用的射束發(fā)射器(beam?emitter)必須經(jīng)配置以選擇性地以(至少)兩個不同波長發(fā)射X射線束。此外，另一缺點是，患者相繼暴露于兩個不同X射線。出于健康原因，總是希望限制對患者進(jìn)行的X射線曝光的數(shù)目。額外缺點是，兩個X射線在不同時間被記錄(在此期間，患者可能已經(jīng)移動)。

在其它現(xiàn)有系統(tǒng)中，使用至少兩個堆疊式X射線敏感檢測器。第一檢測器優(yōu)先地對低能量X射線敏感，且部分地可被較高能量X射線穿透，且位于被成像的對象與第二檢測器之間。第二檢測器優(yōu)先地對高能量X射線敏感。使用來自X射線束的一次曝光對兩個層進(jìn)行曝光。這種所謂的“一次曝光，雙檢測器”技術(shù)解決了雙曝光技術(shù)的運(yùn)動誤配準(zhǔn)問題。

舉例來說，可使用X射線敏感檢測器，其包括X射線敏感閃爍器層以將每個入射X射線光子轉(zhuǎn)化成大量光學(xué)(可見)光子。X射線敏感閃爍器層耦合到光敏感檢測器，以便產(chǎn)生入射X射線光子的記錄(圖像)。對于“一次曝光，雙檢測器”技術(shù)來說，因此需要至少兩個光敏感檢測器。這造成了復(fù)雜性和費(fèi)用的負(fù)擔(dān)。

Alvarez的美國專利第4,029,963號揭示一種記錄具有能量敏感性的X射線圖像的方法，其中兩個堆疊式X射線敏感層由不同的閃爍器材料構(gòu)成，使得第一層(優(yōu)先地對低X射線能量敏感)產(chǎn)生第一顏色的光子，且第二層(優(yōu)先地對高X射線能量敏感)產(chǎn)生第二、實質(zhì)上不同顏色的光子。這兩個閃爍器層光學(xué)上耦合到位于兩個閃爍器層之間的單個顏色敏感照相膠片，結(jié)果，來自兩個X射線敏感層的光學(xué)信號在所述單個彩色膠片上被記錄為不同顏色。這種方法具有以下缺點：膠片必須被顯影，和如果需要對圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理(例如)以產(chǎn)生骨骼或軟組織的導(dǎo)出圖像，那么必須使膠片上的圖像數(shù)字化。

美國專利第5,216,252號；第5,451,793號和Boone在Radiology(1992年6月；183(3)：863-70)中描述的系統(tǒng)描述一種用于單脈沖雙能量射線照相的二元屏幕檢測器系統(tǒng)，和一種涉及單個X射線敏感層的一次曝光(他們稱為“單脈沖”)能量敏感X射線成像的方法，其中所述X射線敏感層(他們稱為“二元屏幕”)包含兩種閃爍器材料的混合物。如在上述Alvarez系統(tǒng)(上文所述)中，閃爍器材料經(jīng)選擇以使得一種閃爍器材料優(yōu)先地對低能量X射線敏感，并產(chǎn)生第一顏色(第一波長)的光子，且另一閃爍器材料優(yōu)先地對高能量光子敏感，并產(chǎn)生第二顏色(第二波長)的光子。在此系統(tǒng)中，將兩種閃爍器材料混合，以形成單個閃爍器層。所述單個層由兩個不同光學(xué)相機(jī)同時檢視，第一相機(jī)具有使其對低能量閃爍器的光學(xué)發(fā)射敏感的光學(xué)濾光片，且第二相機(jī)具有使其對高能量閃爍器的光學(xué)發(fā)射敏感的光學(xué)濾光片。此系統(tǒng)具有的優(yōu)點是，僅需要一次曝光(脈沖)，且相機(jī)可以是電子的，從而立即提供可由計算機(jī)進(jìn)一步處理的圖像。

遺憾的是，此系統(tǒng)的缺點是，由于在各個光學(xué)檢測器上形成X射線敏感層的光學(xué)發(fā)射的圖像所需的可行耦合鏡頭的有限尺寸(小數(shù)值孔徑)的緣故，由X射線敏感層產(chǎn)生的光子的較大部分不被光學(xué)檢測器接收，且因此而損失。如發(fā)明者所陳述，這導(dǎo)致光學(xué)“量子衰減(quantum?sink)”，結(jié)果使得系統(tǒng)不像希望的那樣有效地記錄入射X射線，即系統(tǒng)具有低量子檢出效率(low?detective?quantum?efficiency，DQE.)。

替代地需要一種簡單的系統(tǒng)，其中可從對患者進(jìn)行成像的單個X射線束產(chǎn)生多色X射線圖像。還期望此類系統(tǒng)不需要兩個單獨(dú)的相機(jī)系統(tǒng)。還期望以數(shù)字格式獲取此類圖像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種數(shù)字射線照相系統(tǒng)，其具有：像素化光學(xué)檢測器；和定位于鄰近所述像素化光學(xué)檢測器處的掩模，所述掩模包含第一與第二部分的重復(fù)圖案，所述第一和第二部分經(jīng)配置以使不同波長的電磁輻射穿過其中。